(工艺技术)金属工艺学复习资料

第一篇金属材料导论

金属材料力学性能指标的含义、表示方法（符号）

强度包括抗拉强度σb、屈服点（或屈服强度）σs 。

塑性：定义，表征塑性好坏的指标→伸长率（δ）、断面收缩率（）。

硬度：布（HB）、洛（HR系列，最常用的为HRC）、维氏硬度(HV)

材料的力学性能指标

☐冲击韧性：冲击韧度（ak）

☐疲劳强度：σ-1

纯铁的晶体结构

☐常见金属的晶体结构有体心立方(fcc) 、面心立方（bcc）、密排六方（hcp）。

☐纯铁的晶体结构有体心立方（α-Fe、δ-Fe）面心立方（γ-Fe）。

实际金属的晶体缺陷

☐点缺陷，包括空位、间隙原子、置换原子。

☐线缺陷，主要是位错。

☐面缺陷，主要有金属晶体表面，晶界、相界、亚晶界等。

金属的结晶

☐结晶速度与过冷度（△T）的关系：△T↑，结晶速度↑，晶粒越细。

☐金属结晶过程→形核和长大。

☐晶粒对金属材料力学性能的影响：

☐晶粒越细，金属材料的强度、硬度越高，塑性、韧性越好。

纯金属结晶过程中细化晶粒的方法

☐⑴增大冷却速度，增大过冷度

☐⑵进行变质处理，增加外来晶核

☐⑶采用机械、超声波振动、电磁搅拌等。

铁碳合金及二元相图

☐合金、组元、相的基本概念

☐铁碳合金基本组成相：F、A、Fe3C。

☐按溶质原子在溶剂晶格中所处的位置，固溶体分为间隙固溶体、置换固溶体

☐铁碳合金基本组织：

☐固溶体：铁素体（α或F）、奥氏体（γ或A）；

☐混合物：珠光体（P）、莱氏体（Ld）

☐化合物：渗碳体（Fe3C）

钢的分类

☐按含碳量高低：低碳钢（ wc≤0.25% ）、中碳钢（ 0.25%≤wc≤0.60% ）、高碳钢（ wc ≥0.60% ）

☐工具钢属于高碳钢。常用碳素工具钢： T10A 平均含碳量为1%的优质碳素工具钢。

☐钢中杂质元素：Si、Mn（有益元素），S、P（有害元素）

零件选材的一般原则：

☐满足使用性能要求

☐满足工艺性能要求

☐满足经济性要求

钢的热处理

☐钢的热处理：是指在固态将钢加热到一定温度，保温一段时间，而后冷却，以获得所需组织和性能的工艺方法。

☐钢热处理过程三阶段：加热、保温和冷却。

☐马氏体：C在α-Fe中过饱和固溶体。

☐钢的普通热处理工艺：退火、正火、淬火、回火。

☐退火、回火的目的

☐淬火目的：获得硬度高的马氏体，提高钢的强度和硬度。

☐调质处理：淬火+高温回火

☐钢表面热处理的目的：改变工件表面层组织，提高其表面的硬度、耐磨性。

☐表面淬火的方法有：

☐感应加热、火焰加热、激光加热表面淬火

第二篇铸造篇

☐铸造：是指将熔融的金属液浇注入铸型内，待冷却凝固后获得所需形状和性能的毛坯或零件的工艺过程。

☐铸造优点：

☐（1）原材料来源广。

☐（2）生产成本低。

☐（3）铸件形状与零件接近，尺寸不受限制

铸造

☐合金铸造性能包括合金的流动性、收缩性、偏析和吸气性能等。

☐合金的充型能力：是指液态合金充满铸型型腔，获得形状完整、轮廓清晰铸件的能力。

☐充型能力不足会产生浇不足、冷隔等缺陷。

☐液态合金流动性与合金的充型能力间的关系

合金的流动性

☐影响合金流动性的因素有哪些？

☐常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。共晶成分的合金流动性最好。

合金的流动性

☐影响合金流动性的因素有哪些？

☐常用合金中铸铁和硅黄铜的流动性最好，铝硅合金次之，铸钢最差。共晶成分的合金流动性最好。

合金的凝固方式

☐逐层凝固、糊状凝固、中间凝固方式。

☐金属凝固方式与铸件质量间的关系

☐逐层凝固方式——合金的充型能力强，补缩性能强，便于防止缩孔和缩松，铸件质量高。

☐糊状凝固方式——合金液流动性差，不易补缩，铸件在铸造工程中所产生的缺陷较多，难以获得结晶坚实的铸件，铸件质量差。

铸造合金的收缩

☐合金收缩的三个阶段：

☐液态收缩、凝固收缩、固态收缩

☐铸件产生缩孔、缩松的主要原因：液态收缩、凝固收缩

☐合金产生应力、变形和开裂的主要原因：固态收缩

铸件内应力

☐铸造应力大致可分为热应力和机械应力。

☐热应力：由于铸件壁厚不均匀或各部分冷却速度不同，致使铸件各部分的收缩不同步而引起的应力。

☐消除或减小热应力的措施：铸件壁厚均匀，凝固方式采用同时凝固。

☐机械应力：铸件的固态收缩受铸型或型芯的机械阻碍而形成的应力。

☐防止机械应力的措施：改善铸型和型芯的退让性

石墨在灰口铸铁中存在的形态

☐灰铸铁：片状

☐可锻铸铁：团絮状

☐蠕墨铸铁：蠕虫状

☐球墨铸铁：球状

灰铸铁

☐灰铸铁常用的孕育剂：含硅75%的硅铁合金

☐灰铸铁牌号表示法及意义： HTXXX

☐其中“HT”表示灰铸铁；“XXX”表示其最小抗拉强度值。

☐应用：机床床身、机床导轨

☐灰铸铁综合性能最好。

砂型铸造

☐整模造型：适用于铸件最大截面靠一端且为平面的铸件。

☐分模造型：常用于生产最大截面在中部（或圆形）的铸件。

☐挖砂造型：主要用于分型面不是平面的单件、小批铸件的生产。

☐假箱造型：用于成批生产需要挖砂造型的铸件。

☐活块造型：主要用于生产带有突出部分且难以起模的、单件、小批铸件的生产。砂型铸造

☐造型方法按自动化程度可分手工造型、机器造型。

☐砂型铸造最基本的工序→造型。

特种铸造及铸件中的气孔

☐主要包括熔模铸造、压力铸造、金属型铸造、离心铸造等。

☐熔模铸造的工艺过程。

☐压型制造→型壳制造→焙烧、浇注等。

析出性气孔、侵入性气孔、反应性气孔。

铸件结构设计工艺性

1.避免外形侧凹